2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of prediction methods for intestinal phage-bacteria associations from metagenomic data by hierarchical Bayesian model
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16K16144
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
木村 恭将 東京大学, 医科学研究所, 特任助教 (30632913)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 細菌・ファージ感染関係 / メタゲノム / ウイルス分類 / プロファージ / CRISPR / 腸内ウイルス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度においては、昨年度構築した解析パイプラインの検証をまず行った。ウイルス叢のメタゲノムリードをアセンブリし、得られた完全長の新規ウイルスゲノム配列をPCR実験により検証し、正しいことを確認した。腸内ファージと腸内細菌の感染関係に関する解析を、抗生剤投与を行ったマウスより得られたサンプルに対して行うことで、感染関係予測法の検証を行い、高い予測精度を確認した。次に、抗生剤によって錯乱される腸内細菌叢とウイルス叢のダイナミクスについて感染関係の観点から解析し、薬剤耐性となる細菌と感染するファージに関する知見を得た。さらに、ヒト健常人における腸内細菌叢とウイルス叢の解析も行い、腸内ウイルス叢が大きく３つのパターンに分かれる傾向があること、それぞれのパターンにおける感染関係の傾向の違い、そしてそれがどのように腸内細菌叢とウイルス叢の構成に反映されているかについて知見を得た。
研究期間全体を通じて、次の成果を得た：（１）腸内に存在する未知のウイルスを解析する基盤の構築：メタゲノムシークエンスリードをアセンブリし、コンティグ配列を基本単位としてウイルス分類解析を行う解析パイプラインを構築した。（２）プロファージ配列による感染関係の予測：ファージの中でも自身のゲノムを細菌ゲノム中にプロファージ配列として埋め込み潜伏する溶原化ファージについて、プロファージ配列を細菌ゲノムから検出し、感染関係を予測する方法を開発した。（３）CRISPR配列による感染関係の予測：細菌の獲得免疫機構であるCRISPR/Casシステムにより細菌ゲノム中に挿入されたファージゲノムの断片を検出し、感染関係を予測する方法を開発した。（４）上記の開発した解析手法を、抗生剤投与を行ったマウス、およびヒト健常人における腸内微生物叢に対して用いて解析を行い、腸内ファージと常在細菌の共生関係に関する知見を得た。
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Research Products
(2 results)
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[Journal Article] Generation of tumor antigen-specific murine CD8+ T cells with enhanced anti-tumor activity via highly efficient CRISPR/Cas9 genome editing2018
Author(s)
Ouchi Y, Patil A, Tamura Y, Nishimasu H, Negishi A, Paul S K, Takemura N, Satoh T, Kimura Y, Kurachi M, Nureki O, Nakai K, Kiyono H, Uematsu S
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Journal Title
International Immunology
Volume: 30
Pages: 141-154
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Intestinal microbiota link lymphopenia to murine autoimmunity via PD-1+CXCR5－/dim B-helper T cell induction2017
Author(s)
Eri T, Kawahata K, Kanzaki T, Imamura M, Michishita K, Akahira L, Bannai E, Yoshikawa N, Kimura Y, Satoh T, Uematsu S, Tanaka H, Yamamoto K
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 7
Pages: 46037
DOI
Peer Reviewed / Open Access
